Kontekst badania
Zakażenia miejsca operowanego (SSI) stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia pacjentów i obciążenie dla systemu ochrony zdrowia. Jedną z głównych dróg ich przenoszenia jest transmisja powietrzna bakterii niosących cząsteczki (BCPs), które mogą przedostawać się do sal operacyjnych (OR) przez otwierające się drzwi, zwłaszcza podczas wejścia personelu. Chociaż systemy wentylacyjne stosowane w OR minimalizują ryzyko, to wciąż występują momenty zaburzenia równowagi ciśnienia i wymiany powietrza. W badaniach zaproponowano zastosowanie kurtyn powietrznych jako bariery ochronnej, lecz ich skuteczność wymaga dalszego zbadania.
Cele i hipotezy
Celem badania było: zbadanie skuteczności kurtyn powietrznych zainstalowanych przy drzwiach przesuwanych OR w ograniczaniu przedostawania się cząstek BCP z zewnątrz; określenie optymalnej prędkości wypływu kurtyny powietrznej, która równoważy skuteczność bariery z minimalnym zaburzeniem przepływu powietrza wewnątrz OR. Hipoteza zakłada, że istnieje optymalna prędkość wypływu (około 4 m/s), która ogranicza infiltrację BCP bez generowania nadmiernych turbulencji.
Metody badawcze
Badanie przeprowadzono metodą symulacji numerycznej CFD (Computational Fluid Dynamics) przy użyciu modelu realizowalnego k-ε w oprogramowaniu ANSYS Fluent. Symulowano dynamiczny proces otwierania i zamykania drzwi oraz wchodzenia personelu medycznego do OR. Przeanalizowano trzy prędkości wypływu kurtyny powietrznej (2 m/s, 4 m/s, 6 m/s) oraz scenariusz bazowy bez aktywnej kurtyny. Śledzono zmiany ciśnienia, rozkład temperatury, turbulencje i ilość wnikających cząstek BCP.
Rezultaty badań i ich interpretacja
Ciśnienie: Aktywacja kurtyny powietrznej zwiększa różnicę ciśnień między korytarzem a OR i wydłuża czas jej utraty przy otwarciu drzwi oraz czas odbudowy po ich zamknięciu.
Bariera powietrzna: Prędkość wypływu 4 m/s okazała się optymalna – ograniczyła infiltrację BCP o 71,8% i liczbę pozostałych cząstek w OR o 61,8%.
Turbulencje: Prędkość 6 m/s powodowała zbyt duże zakłócenia w przepływie powietrza, w tym także w strefie chirurgicznej, co może zwiększać ryzyko zakażeń.
Rozkład temperatury i cząstek: Przy odpowiedniej kurtynie, ciepłe powietrze z korytarza (zanieczyszczone BCP) nie przedostaje się do OR, a cząstki są skutecznie odpychane.
Wnioski
Kurtyna powietrzna o prędkości wypływu 4 m/s stanowi skuteczną i bezpieczną barierę przed przedostawaniem się BCP do sal operacyjnych. Tego rodzaju rozwiązanie poprawia jakość powietrza, ogranicza ryzyko zakażeń i pozwala na zachowanie stabilności przepływu powietrza. Przekroczone wartości prędkości (np. 6 m/s) są niezalecane ze względu na wzrost turbulencji i potencjalne pogorszenie warunków sterylnych.
Ograniczenia zakresu badawczego
Charakter symulacyjny: Badanie opiera się wyłącznie na symulacjach numerycznych – wymagane są eksperymenty w warunkach rzeczywistych.
Ograniczona zmienność parametrów: Skupiono się wyłącznie na różnych prędkościach wypływu, pomijając kąt wypływu i inne ustawienia.
Uproszczony model ruchu personelu: Nie badano wpływu różnych prędkości chodzenia i wzorców ruchu personelu na wymianę powietrza.
Artykuł opublikowany w Journal of Building Engineering.